CN104552027A - 前混合磨料射流连续供料系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种前混合磨料射流连续供料系统，包括主水箱、高压泵、低压泵、连续供料系统和混合室，所述主水箱一端与高压泵联通，所述高压泵的输出口与混合室的输入口相连，所述低压泵输入口通过连续供料系统与混合室的输入口相连，所述连续供料系统包括供料系统和增压系统，所述供料系统与增压系统相联通，所述混合室的输出口与喷嘴联通，其实现了真正意义上的连续供料，克服了连续工作时间短、工作过程中出现磨料断供现象，能够大大提高了系统的工作效率和工作质量，有利于前混合磨料射流技术的工业化推广；其次活塞杆两侧活塞面积的差异也起到了增压作用。

Description

前混合磨料射流连续供料系统

技术领域

本发明涉及一种射流切割机床用前混合式磨料射流供料装置，尤其是涉及一种前混合磨料射流连续供料系统。

背景技术

磨料射流技术最早出现在上世纪60年代的美国，国际上对磨料射流大规模的研究和应用始于70年代末，在80年代得到迅速发展。高压水射流是近几十年来得以迅速发展的一项新技术。近年来，随着大型化、智能化、专用化的高压水射流装备的迅速发展，该技术已渗透到众多应用领域：从一般机械零件、建筑物的清洗到以管道、管束、容器为主的工业清洗，从机场跑道除胶到船舶除锈；从金属、非金属板材切割到曲面仿形切割；从水力采煤到开采岩石；从喷射注浆到破碎路面；从无刀手术到水幕电影、降尘、喷泉……，林林总总。磨料射流就是在高压水射流中混合其它混合固体颗粒，即磨粒。当射流打击靶物的时候，这些磨粒得到了与水同样的速度，因而有效地提高了射流作业的能力。这种射流对硬质、易碎、易燃、易爆材料（如玻璃、金属等）的切割尤为必需。磨料介入射流通常有两种形式：最常见的方法是当水经过喷嘴加速至极限后直接引磨料进入混合腔，瞬间混合后经磨料喷嘴形成后混合式磨料射流；与此不同的是，磨料在高压水经喷嘴加速之前就与之混合，这种直接注入磨料的方式就是前混合磨料射流。前混合式磨料射流具有巨大潜力的切割能力，可以在较低压力下切割钢材和钢筋混凝土等坚硬物料。在相同的切割能力下，前混式磨料射流所需压力比后混式磨料射流要低得多。

由于前混合磨料射流系统需要在密闭、高压的工况下，实验室进行试验时一般都采用短时间或间断式工作，一直不能够实现不间断的长时间工作，这就严重阻碍了该项技术的工业化推广应用。中国专利公开了一种前混合式磨料射流双灌连续供料装置，虽然能够在一定程度上实现了“不间断”工作，但是事实上它是一个罐子里的料用完后，再用另一个罐子里的料，而且料罐需要经过卸压——装料——升压——供料等复杂繁琐的过程，不但需要承压较高的罐子，而且每个罐子的装料时间长，工作时间较短。特别是在两个罐子交替过程中系统会出现供料的空档期，所以目前的前混合式磨料射流双灌连续供料装置不能完全实现连续供料。

发明内容

本发明的目的是解决上述存在的问题,提供一种能够实现连续供料的一种前混合磨料射流连续供料系统。

本发明的目的是以如下方式实现的：一种前混合磨料射流连续供料系统，包括主水箱、高压泵、低压泵、连续供料系统和混合室，所述主水箱一端与高压泵联通，所述高压泵的输出口与混合室的输入口相连，所述低压泵输入口通过连续供料系统与混合室的输入口相连，所述连续供料系统包括供料系统和增压系统，所述供料系统与增压系统相联通，所述混合室的输出口与喷嘴联通。

上述的前混合磨料射流连续供料系统，所述供料系统包括提供低压泵水流的副水箱、砂桶、砂浆混合器、砂浆泵，所述低压泵输出口分别通过单向阀与砂桶的底部和顶部连接，所述砂桶的输出口与砂浆混合器的输入口连接，所述砂浆混合器通过截止阀与砂浆泵联通，所述砂浆泵与增压系统联通。

上述的前混合磨料射流连续供料系统，所述副水箱与低压泵之间设有第一水滤器。

上述的前混合磨料射流连续供料系统，所述砂浆混合器通过第二水滤器与冲洗水箱联通。

上述的前混合磨料射流连续供料系统，所述增压系统包括提供压力的油泵、三位四通电磁换向阀、双作用双活塞杆油缸、增压砂浆缸和增压缸，所述油泵通过三位四通电磁换向阀与双作用双活塞杆油缸连接，所述双作用双活塞杆油缸一端与增压砂浆缸联通，其另一端与增压缸联通，所述砂浆泵通过砂浆管分别与增压砂浆缸和增压缸联通。

上述的前混合磨料射流连续供料系统，所述油泵的输入口通过滤油器与油箱联通，所述油泵的输出口与负载单向阀与三位四通电磁换向阀连接，所述油泵与三位四通电磁换向阀之间设有溢流阀。

上述的前混合磨料射流连续供料系统，所述砂浆泵与增压砂浆缸之间设有第一进料单向阀，所述增压砂浆缸与混合室之间设有第一出料单向阀。

上述的前混合磨料射流连续供料系统，所述砂浆泵与增压缸之间设有第二进料单向阀，所述增压缸与混合室之间设有第二出料单向阀。

上述的前混合磨料射流连续供料系统，所述主水箱的输出口通过主滤芯与高压泵的输入口连接，所述高压泵的输出口通过主负载单向阀与混合室联通。

本发明的优点：1、本发明的油缸和增压缸是共用活塞杆的，所以双作用双活塞杆油缸左右运动时，交替推动了左右两边的增压缸活塞在缸筒内左右往复运动，再通过双单向阀的配流原理，实现了低压磨料增压成高压磨料的连续过程。其实现了真正意义上的连续供料，克服了连续工作时间短、工作过程中出现磨料断供现象，能够大大提高了系统的工作效率和工作质量，有利于前混合磨料射流技术的工业化推广；其次活塞杆两侧活塞面积的差异也起到了增压作用。

2、当混合室里浆料和高压水充分混合成水砂混合液，经喷嘴高速喷出，形成磨料射流束；因此可广泛应用于特种金属切割机床。目前大部分采用超高压水切割，压力需要500MPa，密封性要求较高，进口增压器价格较高，利用本技术可以降低压力到20—50MPa左右，所以液压元件均可以实现国产化，价格可以大大降低，切割效率也可以有较大提高。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明的结构示意图；

附图标记：1、主水箱，2、高压泵，3、低压泵，4、供料系统，5、增压系统，6、混合室，7、油箱，8、滤油器，9、负载单向阀，10、溢流阀，11、主负载单向阀，12、第一进料单向阀，13、第一出料单向阀，14、第二进料单向阀，15、第二出料单向阀，16、主滤芯，17、喷嘴，41、副水箱，42、砂桶，43、砂浆混合器，44、砂浆泵，45、第一水滤器，46、单向阀，47、第二水滤器，48、第二水滤器，51、油泵，52、三位四通电磁换向阀，53、双作用双活塞杆油缸，54、增压砂浆缸，55、增压缸，56、砂浆管。

具体实施方式：

见图1所示，一种前混合磨料射流连续供料系统，包括主水箱1、高压泵2、低压泵3、连续供料系统和混合室6，所述主水箱1一端与高压泵2联通，所述所述高压泵2的输出口与混合室6的输入口相连，所述低压泵3输入口通过连续供料系统与混合室6的输入口相连，所述连续供料系统包括供料系统4和增压系统5，所述供料系统4与增压系统5相联通，所述混合室6的输出口与喷嘴17联通。

所述供料系统4包括提供低压泵3水流的副水箱41、砂桶42、砂浆混合器43、砂浆泵44，所述低压泵3输出口分别通过单向阀46与砂桶42的底部和顶部连接，所述砂桶42的输出口与砂浆混合器43的输入口连接，所述砂浆混合器43通过截止阀49与砂浆泵44联通，所述砂浆泵44与增压系统5联通；所述副水箱41与低压泵3之间设有第一水滤器45；所述砂浆混合器43通过第二水滤器47与冲洗水箱48联通。

所述增压系统5包括提供压力的油泵51、三位四通电磁换向阀52、双作用双活塞杆油缸53、增压砂浆缸54和增压缸55，所述油泵51通过三位四通电磁换向阀52与双作用双活塞杆油缸53连接，所述双作用双活塞杆油缸53一端与增压砂浆缸54联通，其另一端与增压缸55联通，所述砂浆泵44通过砂浆管56分别与增压砂浆缸54和增压缸55联通。

所述油泵51的输入口通过滤油器8与油箱7联通，所述油泵51的输出口与负载单向阀9与三位四通电磁换向阀52连接，所述油泵51与三位四通电磁换向阀52之间设有溢流阀10；所述砂浆泵44与增压砂浆缸54之间设有第一进料单向阀12，所述增压砂浆缸54与混合室6之间设有第一出料单向阀13；所述砂浆泵44与增压缸55之间设有第二进料单向阀14，所述增压缸55与混合室6之间设有第二出料单向阀15。

所述主水箱1的输出口通过主滤芯16与高压泵2的输入口连接，所述高压泵2的输出口通过主负载单向阀11与混合室6联通。

其工作过程为：高压泵2从主水箱1里吸出水加压成高压水输送到混合室；而低压泵3从副水箱41里吸出加压成低压水流分别输送到砂桶42的顶部和底部；砂浆泵44从砂桶42里将砂浆吸出加压成中压浆料等待进入增压系统5；增压系统5中油泵51从油箱7里吸油加压，经过三位四通换向阀52输送到双作用双活塞杆油缸53内，使得活塞杆实现左右往复的运动；

由于双作用双活塞杆油缸53和增压缸55是共用活塞杆的，所以双作用双活塞杆油缸53左右运动时，交替推动了左右两边的增压缸55活塞在缸筒内左右往复运动。例如：当三位四通电磁换向阀52换向至右位时，双作用双活塞杆油缸53的活塞向左运动，增压缸55活塞也向左移动时，该增压缸55经右上方的进料单向阀14进砂浆泵供的中压浆料；与此同时左边的增压缸55中活塞向左运动推动缸体的浆料并加压，当浆料压力略大于主系统的压力时，经左下方的第一出料单向阀13向混合室7排料。因为活塞杆是共用的，所以杆对油缸和增压缸的作用力是相同的F，根据压强公式：P=F/S，则有：P1×S1=F=P2×S2设油缸为1号，增压缸为2号，因为S1＞S2，所以P2＞P1达到了增压的作用。而混合室6里浆料和高压水从分混合成水砂混合液，经喷嘴17高速喷出，形成磨料射流束。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种前混合磨料射流连续供料系统，其特征在于：包括主水箱（1）、高压泵（2）、低压泵（3）、连续供料系统和混合室（6），所述主水箱（1）一端与高压泵（2）联通，所述高压泵（2）的输出口与混合室（6）的输入口相连，所述低压泵（3）输入口通过连续供料系统与混合室（6）的输入口相连，所述连续供料系统包括供料系统（4）和增压系统（5），所述供料系统（4）与增压系统（5）相联通，所述混合室（6）的输出口与喷嘴（17）联通。

2.根据权利要求1所述的前混合磨料射流连续供料系统，其特征在于：所述供料系统（4）包括提供低压泵（3）水流的副水箱（41）、砂桶（42）、砂浆混合器（43）、砂浆泵（44），所述低压泵（3）输出口分别通过单向阀（46）与砂桶（42）的底部和顶部连接，所述砂桶（42）的输出口与砂浆混合器（43）的输入口连接，所述砂浆混合器（43）通过截止阀（49）与砂浆泵（44）联通，所述砂浆泵（44）与增压系统（5）联通。

3.根据权利要求2所述的前混合磨料射流连续供料系统，其特征在于：所述副水箱（41）与低压泵（3）之间设有第一水滤器（45）。

4.根据权利要求3所述的前混合磨料射流连续供料系统，其特征在于：所述砂浆混合器（43）通过第二水滤器（47）与冲洗水箱（48）联通。

5.根据权利要求4所述的前混合磨料射流连续供料系统，其特征在于：所述增压系统（5）包括提供压力的油泵（51）、三位四通电磁换向阀（52）、双作用双活塞杆油缸（53）、增压砂浆缸（54）和增压缸（55），所述油泵（51）通过三位四通电磁换向阀（52）与双作用双活塞杆油缸（53）连接，所述双作用双活塞杆油缸（53）一端与增压砂浆缸（54）联通，其另一端与增压缸（55）联通，所述砂浆泵（44）通过砂浆管（56）分别与增压砂浆缸（54）和增压缸（55）联通。

6.根据权利要求5所述的前混合磨料射流连续供料系统，其特征在于：所述油泵（51）的输入口通过滤油器（8）与油箱（7）联通，所述油泵（51）的输出口与负载单向阀（9）与三位四通电磁换向阀（52）连接，所述油泵（51）与三位四通电磁换向阀（52）之间设有溢流阀（10）。

7.根据权利要求6所述的前混合磨料射流连续供料系统，其特征在于：所述砂浆泵（44）与增压砂浆缸（54）之间设有第一进料单向阀（12），所述增压砂浆缸（54）与混合室（6）之间设有第一出料单向阀（13）。

8.根据权利要求7所述的前混合磨料射流连续供料系统，其特征在于：所述砂浆泵（44）与增压缸（55）之间设有第二进料单向阀（14），所述增压缸（55）与混合室（6）之间设有第二出料单向阀（15）。

9.根据权利要求1或8所述的前混合磨料射流连续供料系统，其特征在于：所述主水箱（1）的输出口通过主滤芯（16）与高压泵（2）的输入口连接，所述高压泵（2）的输出口通过主负载单向阀（11）与混合室（6）联通。